[IⅡ ABC261] S_nが24の倍数であることの真偽を調べる [2025 滋賀大] nを自然数として, Snを と定める。 S=1・3・5+3・5・7 + ...... +(2n-1)(2n+1)(2n+3) (1) すべてのn に対して, S, は3の倍数であることを証明せよ。 (2) 数学的帰納法を用いて, S„=n(n+2)(2n2+4n-1) であることを証明せよ。 n (3) 命題 「S, が偶数ならば S, は 24の倍数である」 の真偽を調べ,真ならば証明し,偽 ならば反例をあげよ。 解 (1) 自然数に対してak= (2k-1)(2k+1)(2k+3) とすると n =Σak Sn= k=1 ① ここで ak=(2k-1)(2k+1)(2k+3) =(2k-1)(2k+1) ・2k+(2k-1)(2k+1)・3 =(Zk-1)k (2k+1)+3(2k-1)(2k+1) (2k-1) ・2k·(2k+1) は連続する3つの整数の積であるから3の倍数であり, 3(2k-1)(2k+1) も3の倍数である。 よって,ak は3の倍数である。ゆえに,① から, S, は3の倍数である。